Das Teleskopdesign des E-ELT basiert auf einem neuen Schema aus fünf Spiegeln, woraus eine außergewöhnliche Bildqualität resultiert. Der erste Spiegel besteht aus 798 Segmenten, jedes mit einer Breite von 1,4 m bei einer Dicke von lediglich 50 mm. Das optische Design erfordert einen sehr großen zweiten Spiegel mit einem Durchmesser von 4,2 m, der damit größer als jeder andere Primärspiegel aller ESO-Teleskope auf La Silla ist.
Das Teleskop wird mit mehreren wissenschaftlichen Instrumenten bestückt werden. Es wird dabei möglich sein, innerhalb weniger Minuten von einem Instrument auf ein anderes zu wechseln. Das Teleskop und seine Kuppel werden außerdem ihre Himmelsausrichtung in sehr kurzer Zeit für eine neue Beobachtung anpassen können.
Das sehr detailliert kommentierte Design des E-ELT, das hier gezeigt ist, ist zunächst noch vorläufig.